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1、[电力生产与管理]湘电培训与教学·2007年第1期基于Matlab的电力系统潮流计算电力系周卫星长沙理工大学张颖【内容提要】本文提出了利用MATLAB语言来进行电力系统潮流计算的方法。通过实例,说明了该方法编程简便、运算效率高并符合人们的思维习惯,计算结果能满足工程计算需要,同时验证了方法的有效性,为解决大电网的潮流计算问题开辟了新思路。【关键词】电力系统潮流计算Matlab0引言1潮流计算的数学模型潮流计算是在给定电力系统网络结构、参数电力系统潮流计算的基本方程如下:和决定系统运行状态的边界条
2、件的情况下确定系j=nP-jQ!@=ii(i=1,2,3Λn)(1)YijU统稳态运行状态的一种基本方法,是电力系统规划jj=1和运营中不可缺少的一个重要组成部分。可以说,j=nP-jQ@ii!ZijI=(i=1,2,3Λn)(2)它是电力系统分析中最基本、最重要的计算,是系jj=1统安全、经济分析和实时控制与调度的基础。是电式中,Pi,Qi分别为节点i向网络注入的有功功力系统研究人员长期研究的一个课题。率和无功功率;U@j为节点j的电压相量;为节点MATLAB自1980年问世以来,以其学习简单
3、、i的电压共轭相量;I@为节点j的电流相量;Yij为节使用方便以及其它高级语言所无可比拟的强大的j矩阵处理功能越来越受到世人的关注。目前,它已点导纳矩阵;Zij为节点阻抗矩阵。式(1)和式(2)各有成为国际控制界最流行、使用最广泛的语言了。它n个非线性复数方程,对其作不同的应用和处理,的强大的矩阵处理功能给电力系统的分析、计算就形成了不同的潮流计算方法。其中,Newton-带来许多方便。在处理潮流计算时,其计算机软件Laphson法收敛性好,是非线性方程数值求解的有的速度已无法满足大电网模拟和实
4、时控制的仿真效方法。该方法把非线性方程线性化,由于线性方要求,而高效的潮流问题相关软件的研究已成为大程的系数矩阵结构上是稀疏的非对称矩阵,结合规模电力系统仿真计算的关键。随着计算机技术稀疏矩阵技术可使计算机内存占用量大大减少,的不断发展和成熟,对MATLAB潮流计算的研究计算速度大大加快;P-Q分解法是在Newton-为快速、详细地解决大电网的计算问题问题开辟Laphson法基础上,将有功功率P和无功功率Q分了新思路。开交替迭代的潮流计算方法,该方法计算过程简""""""""""""""""""
5、""""""""""""""""""""""""""(5)发电机绝缘过热故障报警,为早期预报,从应措施,避免因绝缘过热故障的扩大而导致后期烧第一次报警到故障的明朗化,有个发展过程,必须毁发电机的重大事故,以此提高发电机的运行安全随时注意到报警频次的发展,建立发电机绝缘过性及经济性。热报警的故障档案,为分析问题提供科学依据。3、结束语【参考文献】我们可以根据FJR-II型发电机绝缘过热监测[1]陈明,董干《汽轮发电机在线监测综合系统装置报警信号频度,结合其它检测仪表指示,综合的研制》判断故障隐患的
6、发生和发展,有计划地提早采取相[2]《FJR-II型发电机绝缘过热监测装置》说明书-26-[电力生产与管理]湘电培训与教学·2007年第1期单,计算速度显著加快,是目前常用的潮流计算方要附加反映负荷静特性的部分,而B'中的各个元法。由于近代电力系统网络节点数量极大,节点导纳素不需要考虑负荷静特性。阵YB的稀疏度也极高,稀疏技术的形成是必不可(3)为了改善P-Q分解法的收敛特性,B'一少的。MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处般并不严格是电力系统导纳矩阵的虚部,而B''则理等强大功能于一体的
7、科学计算语言。现已成工程是由导纳矩阵的虚部组成。在本方案中采用的是计算中普遍采用的工具。MATLAB拥有600多个工前一种方法。程数学运算函数,可实现潮流计算中的矩阵求积、2.3迭代条件和约束方程求逆、稀疏矩阵形成、复数运算以及初等数学运算迭代条件就是如果ΔQ≤0.001时就停止迭代。等。MATLAB语言允许用户以数学形式的语言编写对节点的约束条件分为三类:即对节点注入程序,使用MATLAB编程,工作量会大为减少。要达功率的约束、对节点电压大小的约束和对相角的到较高的计算精度,且兼顾矩阵程序设计
8、的难易程约束。其中对节点注入功率的约束,主要是对电源度,MATLAB则成为首选潮流计算的计算机语言。注入功率的约束条件不能满足时,将威胁到发电2计算机程序的实现机的安全运行。对电压大小的约束不能满足时,将2.1导纳矩阵的形成影响电能的质量,严重时将影响系统运行的稳定(1)节点导纳矩阵是方阵,其阶数等于网络中性。对相对相角的约束条件不能满足时,也将危及出参考节点外的节点数n。系统运行的稳定性。(2)节点导纳矩阵是稀疏矩阵,其各行非零非2.4计算机潮流计算的步骤对角元数就等于该行相对应节点所连接的不
